Измеритель мощности лучистых потоков Советский патент 1978 года по МПК G01J5/50 

1

Изобретение относигся к области техНИКИ измерений.

Изобретение предназначено для использования в свето-гехнических устройствах различного назначения.

Известны измерители мощности лучистых потоков, используемью в светотехнических измерениях и устройствах. В принципиальных схемах этих измерителей применены в качестве первичного преобразивателя лучистой энергии пирокерамическне приемники. Пирокерамический приемник ийготовпен в вице конденсатора, между обкладками которого покешена пирокерамика, меняющая под воздействием излучения величину спонтанной поляризации. Измеряя изменение емкости, судят о величине мощности лучистого потека.

Из известных измерителей мощности лучистого потока наиболее близким по технической сущности к i предлагаем ому измерителю является измеритель, состоящий из измерительного н дополнительного преобразователей лучистой энергии, механического модулятора, источника дополнительного излучения и усилителя переменного тока.

Недостатком этого измерителя являет ся то, что он имеет низкую чувствительность при измерении слабых потоков.

Целью изобретения является увеличение чувствительности измерения малых уровней мощности лучистого потока.

Цель достигается тем, что в схему предлагаемого измерителя мотгости лучистых потоков введена катушка индуктивности, включенная параллельно измерительному и дополнительному пирокерамическим преобразователям входу усилителя, а.механический модупятор представляет собой диск с двумя рядами сквозных отверс тий, расположенных раввомерЬо по двум концентрическим окружностям разного диаметра, причем угловой шаг между соседиими отверстиями каждого коиовитричео кого ряда модулятора вчетверо больше центрального угла, занимаемого одиим ог верстием этого ряда, и число отверстий одного ряда вдвое больше, числа отверотий второго ряда, а угловой сдвиг между конденгрическнми рядами равен центральному углу, занимаемому одним огверстием ряда с большим количеством отверстий.

На фиг, 1 изображена блок-схема, поясняющая принцип действия измерителя; на фиг. 2 - ход лучей в измерителе; на фиг. 3 - конструкция модупягора; на фиг, 4 (а-ж),-временной ход процессов в параметрическом колебательном контуре. Измерительный пирокерамический пре образователь 1/дополнительный пирокера мический преобразователь 2 и катущка индуктивности 3, включенные параллельно, образуют параллельный параметрический колебательный контур, который подключен ко входу усилителя переменного тока 4 ( см. фиг. 1). Частота собственных колебаний параметрического колебательного контура выбрана равной частоте модуляции измеряемого потока. Измеряемый прток ( см, фиг. 2) проходит через фокусирующую линзу 5 и через широкое отверстие модупятора 6 на измерительный преобразователь 1. Дополнительный световой поток,( от источника излучения 7 проходит через вторую фсжусируклцую пинау 8 и узкое отверстие модулятора 6 на дополнительный пирокерами ческий преобразователь 2. Модулятор 6 { см, фиг. 3) изготовлен в виде диска с двумя рядами сквозных от верстий, расположенных равномерно по двум концентрическим окружностям. На сжружности меньшего диаметра лежат отверстия большого диаметра, каждое из которых занимает центральный угол с& , вчетверо меньший центрального угла /5 между соседними отверстиями большого Диаметра. На другой концентрической окружности ряспаложены отверстия малого диаметра, каждое из которых занимает центральный угол вчетверо меньший центрального угла ф между соседними от верстнями малого диаметра. Отверстий малого диаметра изготовлено вдвое больше, чем отверстий;большого диаметра. Ко центрический ряд отверстий малого диа метра располокен относительно концентрического ряда Отверстий большого диаетра с угловым сдвигом У , который раве центральному углу , занимаемому от верстием Малого диаметра. При вращении модулятора с постоян- ной угповой скоростью 60 (по часовой стре ке) частота модуляции намеряемого потокаО. прямо пропорциональна количеству широких отверстий $г м-со

Модулятор вращается с постоянной угловой скоростью при помощи электромотора.

Прошедший через широкие отверстия ( см. фиг. 4а) пульсирующий с частотой Q, измеряемый поток Р ( см. фиг. 46) вызывает периодическое изменение емкости измерительного пирокерамиче.ского преобразователя (см, фиг. 4в), которое способствует возникновению в колебательном контуре, настроенном на эту частоту, синусоидальных колебаний ( см. фиг. 4г), амплитуда которых прямо пропорциональгна мощности измеряемого потока Г,. Аналогичным образом возникает изменение емкости дополнительного пирокерамического преобразователя ( см. фиг, 4д,е,ж), однако частота модуляции допопнитепьного потока Р доп. равна удвоенной частоте модуляции измеряемого потока, так как узких отверстий вдвое больше, чем шиИзменение емкости дополнительного пирокерамического преобразователя опережает изменение напряжения на контуре на угловой сдвиг, равный одной восьмой части периода колебаний в контуре, так как (см. фиг. 3), ф /Э/8 Жесткое соблюдение условий изменения емкости дополнительного.пирокерамического преофазоватепя с частотой, вдвое превышающей частоту сигнапа, и с постоянным угловым Jдвягoм опережения кслебаНИИ в контуре , равным одной восьмой части периода их, способствует возникно-. вению параметрического усиления колебаний контура в режиме, известном в лите ратуре под названием параметрического усиления с синхронной накачкой и с постоянным угловым сдвигом и отличающимся малым уровнем шумовьк помех. Иэвест но, что при этом усипение достигается за счет периодического внесения в определенное время энергии в колебательный контур. Внесение энергии извне осуществляется путем изменения параметра элеменTCJB колебательного контура, в авпнам случае емкости дополнительного пирокерамического преобразоватепя, которая периодиески изменяется пси действием модулированного потока дополнительного источнтса излучения. Использование новых элементов-кагушки индуктивности, модупятора специальной конструкции, выгодно отличает предлагаемый измеритель мощности от указанного прототипа, так как увеличиваемся отношение сигнала к шуму устройства

в целом, в результате чего появляется возможность исследования и измерения слабых лучистых потоков.

Формула изобретения

1. Измеритель мощности лучистых потоков, вкпючакяций измеритепьный и цопопнитепьный пирокерамические преобраэоватепи пучистой энергии, механический модулятор, источник дополнитепьного потока изпучения пучистой энергии и уси питепь переменного тока, отпичаю - щ и и с я тем,, что, с цепью увепичения чувствительности измерения, в него вве- дена катушка индуктивности, включенная параппепьно измеритепьному и допопнитепьному пирокерамическим преобразоватепям и входу усилителя.°

2. Измсритепь по п. 1, о т п и ч аю, щ и и с я тем, что модулятор выпол нен в вице диска с двумя рядами сквозных отверстий, расположенных равномерно по двум концентрическим окружностям разного диаметра, причем угловой шаг между соседними отверстиями каждого концентрического ряда вчетверо больше центрального угла, занимаемого одним отверстием этого ряда и число отверстий одного ряда вдвое больше числа отверстий второго ряда, а угловой сдвиг между концентрическими рядами равен центральному углу, занимаемому одним отверстием ряда с большим количеством отверстий.

,

.

Z

{

±